Структурна схема на основі лічильника

Структурна схема автомата, пам'ять якого виконана у вигляді двійкового лічильника і шифратора, зображена на рис. 7.9.

Рис.7.9. Структурна схема на основі лічильника

Лічильник, що використовується у схемі, повинен мати один лічильний вхід і кілька входів попередньої установки, на які подаються сигнали y₁', y₂', ..., y_h' . Сигнал, що подається на рахунковий вхід, змінює стан лічильника таким чином, що двійкове число, що відповідає новому стану, отримується завжди шляхом збільшення на одиницю двійкового числа, що відповідає старому стану. Установочні входи дозволяють заносити в лічильник довільний код. Сигнали на установочні входи подаються з виходів шифратора. Зазвичай, на вході шифратора або всі сигнали дорівнюють нулю, або є тільки один сигнал, відмінний від нуля. Кожен такий сигнал перетворюється шифратором у сукупність вихідних сигналів y₁', y₂', ..., y_h', що визначають новий стан лічильника. Практично схема шифратора в більшості випадків представляє собою сукупність схем “АБО”, з виходів яких знімаються сигнали y₁', y₂', ..., y_h'. Кожен вхідний сигнал шифратора r_j подається на входи всіх тих схем “АБО”, на виході яких повинен бути отриманий сигнал, що дорівнює одиниці. Для того щоб здійснити затримку переходу в новий стан, у наведеній схемі або використовують лічильник з подвоєним числом елементів пам'яті, або включають у схему додатковий регістр, у якому зберігається старий стан.

Побудова схеми розглянутого типу для заданого автомата складається з визначення:

– функцій виходів;

– функцій, що визначають сигнал на рахунковому вході;

– функцій, що визначають вхідні сигнали шифратора і кодів, що заносять у лічильник.

Визначення об'єктів, що визначають структуру схеми, може бути виконане на етапі кодування станів у такий спосіб.

Розіб'ємо граф заданого автомата на безліч шляхів, що не мають загальних вузлів. Кожній послідовності вузлів, що утворюють один шлях, припишемо однозначним образом послідовність двійкових чисел, що належать відрізку [0, 2h–1], у якій кожне наступне число виходить шляхом додавання одиниці до попереднього. Переходи між такими вузлами графа назвемо стандартними. Множини всіх стандартних переходів графа визначають функцію лічильного входу. Переходи між окремими шляхами графа не можуть бути виконані стандартним способом, тому вони називаються нестандартними. Кожен нестандартний перехід зв'язує вузли двох різних шляхів. При цьому код вузла, з якого відбувається перехід, і вхідний сигнал визначають вхідну функцію шифратора r_j, а код вузла, у який виконується перехід, є кодом, який потрібно занести в лічильник.

Відзначимо, що розбивка графа на безліч шляхів не є однозначною. Кращою вважається розбивка, що має менше число нестандартних переходів. Розглянуту структурну схему доцільно використати для реалізації автоматів, заданих графами з малим числом довгих шляхів.